真空热压炉交付宁波复合材料公司_碳纤维陶瓷板材烧结产线落地

一、客户需求

客户做刹车用的碳陶复合板材，之前用无压烧结，材料孔隙率高，刹车摩擦性能上不去。需要一台带压力的烧结炉，在真空环境下边加热边加压，把板材压致密。真空热压炉正好满足这个工艺需求。

二、设备参数

三、调试结果

现在客户每天压两炉，碳陶板材强度和耐磨性都达标，真空气氛炉和热压炉同系真空机组，抽气速度快，高真空下工件不会氧化。

常见问题

宁波客户这台真空热压炉按碳纤维陶瓷复合板材的热压成型工艺配置，热压单元额定压力150吨，压力闭环控制精度±1吨，炉膛用石墨发热体，最高炉温1300℃。碳纤维陶瓷板材的成型温度在1000℃左右，加压过程分三段缓升，避免板材内部应力集中。客户反馈热压出来的板材密度均匀，厚度公差控制在0.05毫米以内，表面没有裂纹和分层。炉子带真空保护，碳纤维在高温下不易氧化，板材性能一致性比外协压制的好。

真空热压炉的更多规格和非标定制方案，可以参考我们的真空热压炉产品系列。如果客户后续需要做金属基材的真空钎焊复合，也可以看我们的真空钎焊炉产品页面。

FAQ

问：热压一炉碳陶板要多久？

答：升温保温加压再冷却下来大概10-12小时，一天两炉。

问：石墨模具一套能用多少次？

答：正常使用50-80次，根据烧结温度和压力不同寿命有区别。

四、碳陶板材的烧结难点

碳纤维增强碳化硅复合材料，就是常说的碳陶材料，做刹车片、刹车盘用的。这种材料的烧结难点在于碳化硅基体很难致密化，无压烧结的孔隙率能到15%，力学性能上不去，刹车摩擦系数不稳定。

热压烧结是在烧结的同时加压，压力促进颗粒重排和致密化，孔隙率可以降到5%以下，力学性能提升明显。碳陶材料烧结温度高，一般1800-2000℃，所以热压炉的最高温度要到2100℃。

高温下的加压还有讲究，压力要在温度稳定之后逐步加上去，不能一下子加压，否则板材会裂。我们的炉子压力是伺服闭环控制，可以设置升压速率，客户按我们建议的工艺，升压过程平稳，板材没有出现过裂纹。

五、工艺调试过程

调试的时候，我们用客户的碳纤维预制体和碳化硅粉料做了两轮试验。第一轮按客户原来的工艺参数烧，1900℃保温1小时，压力20MPa，板材致密度到了92%，客户说还不够，他们的目标是要95%以上。

第二轮我们把保温时间延长到2小时，压力提高到25MPa，升温段做了调整，在1500℃加了一个保温段，让碳纤维和碳化硅粉料充分结合。这一轮烧出来致密度96%，客户检测力学性能，抗弯强度比无压烧结提升了40%，达到了他们的验收标准。

六、批量生产情况

现在客户一天一炉，一炉压制4块300×300mm的板材，一天4块。虽然产量不算高，但每块板材的附加值高，客户是给刹车厂家供货的，一块板材卖价不低。

质量方面，热压烧结的板材致密度稳定在95%以上，客户抽检合格率99%。原来无压烧结的板材孔隙率高，加工的时候容易崩边，废品率有8%，现在基本没有这个问题了。

客户用下来反馈，真空热压炉的石墨加热元件寿命不错，用了半年没有更换。石墨模具是消耗品，一套模具用20-30次，客户备了三套轮换。真空泵和密封圈都按时保养，设备运行稳定。

七、客户后续规划

客户拿到了一个新能源车企的刹车盘订单，要求月供2000片刹车盘，一片刹车盘要用好几块板材，现在的产能不够。客户已经跟我们签了第二台真空气氛炉的意向，用于碳陶板材的预烧工序，把热压炉解放出来专做终压。

客户老板说，碳陶刹车是新能源车的热门方向，谁先把产能和质量做出来，谁就能拿到大订单。他们现在有这个信心，就是因为工艺和设备都到位了。

八、设备结构和安全细节

这台热压炉的炉体是双层水冷不锈钢结构，最高温度2100℃时，炉壁外表面温度控制在60℃以下，车间里不会烤人。炉门采用双保险锁紧结构，炉内压力异常时安全阀自动泄压，保障操作安全。

加热元件用的高纯石墨棒，分上下两区独立控温，2100℃高温下温区均匀性±8℃。石墨在高温下会挥发，我们配了石墨毡保温屏，减少挥发污染，也降低能耗。

液压系统是伺服电机驱动，压力闭环控制，精度±0.5吨。压头行程200mm，板材厚度变化都能适应。客户说这套液压系统比他们原来接触的油压系统安静多了，工作台旁边说话都听得很清楚。

控制系统15寸触摸屏，工艺曲线可以存50条，客户不同的板材规格各存了一条曲线，换产品一键调用。我们还给客户配了远程诊断模块，设备有问题可以远程看数据，减少上门排查的时间。

客户说，设备选型的时候他们考察了宁波本地好几家，最后还是选了我们的，一方面是设备参数满足2100℃高温和30吨压力的要求，另一方面是我们愿意陪他们把工艺调出来。设备好不好用，工艺调通是关键，这一点我们跟客户的理念是一致的。